一种智能LED助航灯的设计.pdf

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1、一种智能LED助航灯的设计张玉杰。等一种智能LED助航灯的设计DesignofIntelligentLEDNavigationAidLights旅玉在纠短(陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021)摘要：针对目前机场助航灯存在效率低、可靠性差、故障监测不便等问题，提出了一种以STM32F107微控制器为核心、以v．C／OS-II操作系统为操作平台的LED助航灯及控制系统。详细介绍了系统的总体结构、硬件组成及软件设计。试验测试表明，该系统具有可靠性好、效率高、电源稳定、操作灵活方便等特点。在

2、实际机场的应用中，系统满足助航灯光故障检测与自诊断、自调节的功能要求。关键词：恒流驱动PWMwC／OS—IICAN总线控制信息中图分类号：TF23文献标志码：AAbstract：Aimingattheproblemsofexistingairportnavigationaidlightsatairport，i．e．，lowefficiency，lowreliabilityanduneasyfaultmonitoring，etc．。thedesignstrategyofLEDnavigationaidl

3、ightandcontrolsystemthatisbasedonSTM32F107microcontrollerasthekerneland斗C／OS—IIoperatingsystemasoperationplatformisproposed．TheoveraHstructure，hardwarecompositionandsoftwaredesignofthesystemareintroducedindetail．Thetestsindicatethatthesystemfeaturesstro

4、ngreliability，highefficiency-stablepowersupply，flexibleoperation-eta1．Thesystemmeetsfunctionalrequirementsoffaultdetectionandselfdiagnosisofthenavigationaidlights．Keywords：ConstantcurrentdriverPWMwC／OS—IICANbusControlsignal0引言目前，机场助航灯光的光源大部分采用白炽灯和卤钨灯。存在

5、寿命短、易损坏、功耗大、效率低等缺点。机场助航灯光回路采用串联高压供电方式，调光器电路复杂、故障率高，一旦出现故障，整个回路均无法工作。大功率LED照明应用于助航灯还存在因LED过热引起的LED击穿、失效、光衰、色衰等问题以及可靠性低、光输出稳定差的技术缺陷。由于助航灯高度分散．出现故障后无法及时发现和维修，需要人员现场巡查才能发现和排除故障¨]。针对以上问题．本文提出了一种智能LED助航灯的设计方案。LED光源具有抗震性好、寿命长、高效节能和热辐射小等特点心]，能够满足机场助航灯要求。因此．LED光

6、源在机场空侧助航领域具有广阔的应用前景。本系统采用发光LED冗余设计，实现了灯具的自诊断、自调节、多路恒流控制、动态电压调节功能；灯具网络化，确保了灯具的工作效率；系统自动监测能实时发现故障并报警．可在线更换并迅速排除故障；亮度实时监测和控制，确保助航灯的亮度恒定输出。西安市科技计划基金资助项目(编号：CXl259)。修改稿收到日期：2012—06—15。第一作者张玉杰(1966一)，男，1996年毕业于西北轻工业学院半导体物理专业．获硕士学位，教授；主要研究方向为信息采集与处理、LED驱动控制、嵌入

7、式系统及应用。《自动化仪表》第34卷第5期2013年5月1灯光站系统结构灯光站由主控计算机、多个灯光控制器、电源监视和切换模块以及发电机控制模块等构成。灯光站系统结构如图1所示。V一双』C余CAN总线蘸l墓盏。Il盔盏：H茄。ll础ll载塞蛊信I载裹耋信l载塞盏信l助航灯灯具

8、l助航灯灯具I一I助航灯灯具l图1灯光站系统结构图Fig．1Thestructureoflightstationsystem灯光控制器通过双冗余CAN总线接收主控计算机下达的控制命令并执行，反馈当前LED灯具运行状态，同时上传各

9、种测量数据。LED助航灯灯具通过电力载波通信接口接收灯光控制器发送的控制命令，并对控制命令进行解析，实现LED助航灯的亮度调节。同时．LED助航灯灯具向灯光控制器反馈LED助航灯的运行状态以及电流、电压、温度、亮度等工作参数，及时监测当前灯具的故障状态并发出报警信号。57一种智能LED助航灯的设计张玉杰。等2LED助航灯灯具电路设计作为一个智能化的设备．LED助航灯灯具不仅是发光源，同时也是光源的控制器。LED灯具电路分为LED驱动电路和灯具控制电路两部